次世代の時刻供給を担う高安定光時計の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14367
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小林 拓実 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (40758398)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 光時計 / 原子 / 量子エレクトロニクス

研究成果の概要

光格子時計は高精度化が実現され、次世代の秒の定義の有力候補となっている。秒の再定義を見据えて、いかに高精度な時刻供給を行うかは重要課題である。これには、マイクロ波の水素メーザーに代わる24時間365日稼働する光時計の実現が望ましい。本研究では、まずレーザー周波数ロックの堅牢化に取り組み、ロックが落ちても自動でリロックを行う機構をデジタル回路を用いて実現した。次に、磁気光学トラップの長期稼働の実現のために、加熱窓、エンドキャップファイバー、リモート監視機構などの導入を行い、数カ月間安定して原子をトラップすることに成功した。堅牢な光時計の実現に向けて重要な一歩を進んだ。

自由記述の分野

時間標準

研究成果の学術的意義や社会的意義

光格子時計の高精度化は実現されているが、長く稼働できないようでは時刻供給に精度が活かせない。そのため、水素メーザーに代わる光時計の開発はこれから益々盛んになると考えられる。本研究では、光時計の実現に向けた重要技術であるレーザー周波数ロックの堅牢化に注力し、論文発表および特許出願を行った。この成果は、本研究で実証した磁気光学トラップの長期稼働のみならず、さまざまな種類の光時計に応用可能である。そのため、将来の秒の再定義に向けた重要な貢献になると考えている。